Урок "Ферменти, їхня роль в клітині"

Тема. Ферменти, їхня роль в клітині.  Лабораторне дослідження: властивостей ферментів. Іструктаж з БЖД.

Мета: ознайомити з особливостями будови та властивостями ферментів; розкрити значення ферментів для живих організмів; формувати знання про основні види ферментів; нагадати роль травних ферментів у процесі травлення; дослідити властивості ферментів; розвивати навички роботи в парі;  виховувати дбайливе ставлення до власного здоров’я.

Міжпредметні зв'язки: основи здоров’я, хімія, фізика, економіка.

Тип уроку: комбінований урок.

Хід уроку

І. Актуалізація опорних знань

Виконання тестовогих завданнь:

1. Мономерами білка є:

А - амінокислоти,
Б - моносахариди,
В - нуклеотиди,
Г - пептиди.

2. Амінокислоти відрізняються одна від одної хімічною будовою:

А - аміногрупи,
Б - карбоксилу,
В - радикалу,
Г - радикалу і карбоксилу,
Д - карбоксилу і аміногрупи.

3. Рівнів структурної організації білкової молекули існує:

А - 4,
Б - 3,
В - 2.

4. Вторинну структуру білка підтримують зв'язки:

А - водневі,
Б - гідрофобні,
В - іонні.

5. Скільки з відомих амінокислот беруть участь у синтезі білків?

А - 20,
Б - 23,
В - 100.

6. Вторинна структура білків має вигляд:

А - глобули,
Б - декількох сполучених між собою білкових молекул,
В - спіралі,
Г - ланцюга амінокислотних залишків.

7. Первинна структура білків має вигляд:

А - глобули,
Б - декількох сполучених між собою білкових молекул,
В - спіралі,
Г - ланцюга амінокислотних залишків.

8. Під час утворення білкового полімеру відбувається зчеплення амінокислот і виділяється речовина:

А - амоніак,
Б - вода,
В - карбон (IV) оксид,
Г - вуглеводень.

9. Третинна структура білків має вигляд:

А - глобули,
Б - спіралі,
В - ланцюга амінокислотних залишків.

10. Гемоглобін має:

А - первинну структуру,
Б - вторинну структуру,
В - третинну структуру,
Г - четвертинну структуру.

11.Амінокислоти у поліпептидний ланцюг сполучаються зв’язком:

 А – водневим,

 Б – пептидним,

 В – ковалентним,

 Г – гідрофобним.

12.Процес порушення природної структури білка це:

 А – деструкція,

  Б – денатурація,

  В – ренатурація.

ІІ.Мотивація навчальної діяльності.

 Прийом "Згадаємо".

  Які ферменти забезпечують травлення в організмі людини? Які ферменти беруть участь у зсіданні крові?

    На молекулярному рівні життя є сукупністю найрізноманітніших хімічних реакцій, що відбуваються в організмах (а часом і за їх межами). Більшість з таких реакцій забезпечують перетворення лише однакових молекул, тобто ступінь їх вибірковості є високим. Крім того, швидкість біохімічних реакцій в організмах у мільйони разів вища, ніж вони відбувалися б у неживій природі за нормальних умов. Такі особливості функціонування живого забезпечують спеціалізовані білки, які називаються ферментами.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

     Одночасно в організмі людини відбуваються мільйони різних хімічних взаємодій. Всі ці реакції протікають при температурі, близькій до 37°С, і малих коливаннях кислотності. В таких умовах хімічні реакції мали б тривати дуже довго, а багато з них взагалі не мали б відбуватися. Однак в організмі всі реакції обміну речовин протікають швидко, і деякі з них тривають мільйонні частки секунди. Це відбувається завдяки участі в реакціях обміну речовин ферментів.

    Ферменти – це спеціальні білкові молекули, що прискорюють протікання хімічних реакцій в організмі. Ферменти також називають біологічними каталізаторами. В організмі людини виявлено не менше 1000 ферментів, кожен з яких вибірково каталізує якусь реакцію обміну речовин. Наприклад, фермент каталаза сприяє перетворенню утворюваного в клітинах і дуже для них отруйного пероксиду водню у воду і кисень. Сам фермент в реакціях участь не бере, але він здатний миттєво запускати хімічний процес з дуже малими витратами енергії. При цьому однієї молекули каталази достатньо, щоб за 1 с. утилізувати 10 тис. молекул токсичною перекису.

3.1. Механізм дії ферментів.
      Є дві гіпотези, що пояснюють, як діють ферменти. Одна з них називається гіпотезою «ключа і замка», а інша — гіпотезою «руки і рукавички».
Згідно з періною, субстрат є «ключем», який точно підходить до «замка» — ферменту. Найважливішою частиною «замка» є активний центр. Саме з ним і зв'язується субстрат, оскільки форма субстрату відповідає формі активного центру. Утворюється фермент-субстратний комплекс. Це активований стан, який веде до утворення продуктів реакції. Продукти, що утворилися, за формою вже не відповідають активному центру. Вони відділяються від нього (надходять в оточуюче середовище), після чого активний центр, що звільнився, може приймати нові молекули субстрату.
Згідно з гіпотезою «руки і рукавички» активний центр не жорстко підходить до субстрату. Субстрат викликає якісь зміни в активному центрі, як рукавичка дещо змінюється, будучи на ді-тою на руку. Цю гіпотезу називають ще гіпотезою індукованої (тобто викликаної) відповідності.

Деякі чинники, що впливають на активність ферментів:
Концентрація ферменту.
Концентрація субстрату.
pH-середовище.
Температура.
 

Інгібітори, активатори.
Зі збільшенням концентрації ферментів швидкість реакції зростає. Якщо ця концентрація стала то зі збільшенням концентрації субстрату швидкість реакції змінюється. Швидкість  реакції також залежить від:
- pH- середовища. Для більшості ферментів визначено оптимальне pH-середовище при якому вони максимально активні (виняток - пепсин в шлунку pH 1,5-2,2).
-Температури – найважливіший фактор зміни швидкості реакції. Оптимальна температура для реакції ферментів   (приблизно  37°C).

3.2. Роль ферментів в організмі людини

Ферменти за рахунок своєї каталітичної активності дуже важливі для нормальної роботи систем нашого організму. Тому відсутність або порушення активності будь-якого ферменту може призвести до захворювань, а іноді і до загибелі. Ферменти необхідні для:

- синтезу білків;

- перетравлення і засвоєння поживних речовин;

- реакцій енергетичного обміну;

- м’язового скорочення;

- нервово-психічної діяльності;

- розмноження;

- процесів виведення речовин з організму і т. д.

Для діагностики багатьох захворювань людини застосовують визначення активності ферментів в крові, сечі, спинномозковій рідині та інших структурах. Наприклад, аналізуючи ферменти в плазмі крові, можна виявити вірусний гепатит, ранні стадії інфаркту міокарда, захворювання нирок та ін.

ІV. Узагальнення і систематизація знань.

Інструктаж з БЖД

Лабораторне дослідження: властивостей ферментів.

Мета: практично виявити та дослідити різні властивості ферментів та вплив на них різноманітних фізичних факторів.

Обладнання й матеріали: пробірки, невеликі кубики сирої і вареної картоплі, гідроген пероксид з холодильника, гідроген пероксид, що має кімнатну температуру, підручники і зошити.

Хід роботи

В даній роботі властивості всіх ферментів розглядаються на прикладі ферменту пероксидази, який міститься в клітинах картоплі. В випадку контакту пероксидази із гідроген пероксидом проходить розклад пероксиду на воду і кисень, який виділяється в вигляді невеликих пухирців газу.

1. Для початку візьміть 3 пробірки та помістіть в них невеликі кубики картоплі. В перші 2 помістіть кубики сирої картоплі, а в 3-тю — вареної.

2. Після чого залийте 1-шу пробірку розчином гідроген пероксиду, що перед цим знаходився в холодильнику.

3. Уважно спостерігайте виділяються пухирці газу чи ні. Зазначте інтенсивність їхнього виділення.

4. Залийте 2-гу та 3-тю пробірки розчином гідроген пероксиду, що має кімнатну температуру.

5. Уважно спостерігайте, виділяються пухирці газу чи ні. Відзначте інтенсивність їхнього виділення.

6. Зробіть відповідний висновок, в якому зазначте результати спостережень і поясніть, яким чином вплинули низька температура і теплова обробка на роботу ферменту пероксидази. (Внаслідок кипятіння чи охолодження ферменти неактивні).

VІ. Домашнє завдання.

Опрацювати матеріал підручника.

Підготувати повідомлення "Історія відкриття нуклеїнових кислот"